我将试图从问题选择、科学方法和作为我们工作工具的概念的使用这样三个方面，分别就传统的影响问题作一讨论。
问题选择中的传统
在古希腊，哲学家们开始提出了关于自然现象的原理问题。古希腊文化时期后期的希腊科学的衰落，标志着这种漫长的非活跃时期的开始。这种局面一直延续到意大利的文艺复兴运动。直到一千多年之后，人文主义和文艺复兴运动为一种更自由的思想趋势指明了道路的时候，探险家们证明我们的地球有扩展的这种可能性的时候，这时，才由哥白尼、伽利略、刻卜勒的发现，开创了科学上的一种新的活跃局面。
回顾这方面的历史，我们发现，我们在选择我们的问题时，显然只有一点可怜的自由。
要是爱因斯坦生活在十二世纪，就很少有机会成为一位出类拔萃的科学家。即使是在一个富有成果的时期，一位科学家选择其问题的机会，也是为数不多的。相反，一个富有成果的时期是以给出的各种问题为特征的，我们用不着去编造它们。
二十世纪物理学的发展，导致了玻尔的这种想法：卢瑟福的γ射线实验，普朗克的辐射理论，和化学的这种事实，都可以结合在一种原子的理论中。在其后的几年中，许多年轻的物理学家，为了参与解决这个给定的问题来到了哥本哈根。不容置疑，传统，即历史的发展，在选择问题时起了基本的作用。
有时，在反面的意义上，这也可能是真的。可能会碰到这样的情况：由于传统的课题已经穷尽无遗，一些有才能的人发现他们在某一领域已没有什么作为，便离开了这一领域。
同样，我们不能排除这种可能性：过了若干时期，科学技术的题目将被穷尽无遗，更加年轻的一代，对我们的理性主义和实用主义态度，将感到腻烦，于是便把他们的兴趣转入完全不同的活动领域。但是，目前在理论科学和应用科学方面，仍然存在着许多问题。这些问题，用不着花力气去创造，它们将会由老师传导给他们的学生。
在这一点上，有必要强调一下个人关系在科学或艺术的发展中的重要作用。个人关系不仅可以是师生之间的这种关系，而且还可以是致力于同一目的人们之间的个人友谊或尊敬。这种关系，也许是传统的最有效的工具。
爱因斯坦与普朗克是知交。他和A. J索末菲经常就相对论和量子论的问题通讯往来。他是M · 玻恩的挚友，尽管他从来不赞成玻恩关于量子论的统计解释。他曾同N · 玻尔讨论过测不准关系的哲学意义。这些出自相对论和量子论的极其困难的问题，其中很大一部分科学分析工作实际上是在那些积极从事该项研究的科学家间以对话方式进行的。
当然对于问题的选择，还有其他的动因。这些动因在科学史上已经发挥了它们的作用。其中，最熟悉的是科学的这种实际应用性。古时候，天文学和数学的兴趣，得力于这方面的知识有助于航海和土地测量的事实。十五世纪，航海事业起着十分重要的作用，因为当时的探险家要离开欧洲和地中海向西航行。
我想起了战后，具体说是在太平洋试验第一颗氢弹之后不久，同E · 费米的一次谈话，我们谈论到这个计划。考虑到生物学的和政治的后果、我提议说，也许还是放弃这一试验为妙。费米回答说：“但是这是一次非常奇妙的实验。”这可能是利 · 学应用背后的最强有力的动机。费米需要从一位公正的法官即自然本身，得出他已理解自然结构的证据。而且他还要目睹他的努力的结果。
根据这种态度，对支配科学家个人研究路线的各色动机，也就容易理解了。这样一种研究路线往往是以某些理论的观念为依据的，即以某些关于已知现象的猜测或发现新的现象的期望为依据的。但是，哪种观念被接受呢？经验教育我们，使科学家接受的东西，常常不是观念的连贯性、明晰性，而是能参与它们说明和证实的愿望。诱使我们走上科学道路的，就是我们自身活动的愿望，即我们自己努力结果的希望。这种希望，比起我们的关于各种理论观念的价值的理性判断来，要更强有力。早在1920年，我们就知道，玻尔的原子理论不可能十分正确。但是，我们猜想，它指示的方向是对头的。我们有朝一夕，能够避免这种片面性，和能用一种更满意的图景来代替玻尔的理论。
科学方法上的传统
科学上的这种传统作用，并不局限于问题的选择。传统在科学过程的更深层次上（在那里是不容易看出来的），发挥了它的充分影响。在这里，首先要提到科学方法。我们在二十世纪的科学活动中所遵循方法，基本上仍然是哥白尼、伽利略和他们的信奉者在十六、十七世纪发现和发展的方法。这种方法有时因为把它称为经验科学（同此前几个世纪的思辨科学相对照的）而被曲解。实际上，伽利略抛开了当时以亚里士多德为基础的这种传统科学，采纳了柏拉图的哲学观念。他用柏拉图的结构科学，代替了亚里士多德的描述科学。他当时维护的经验，乃是以数学术语说明的经验。伽利略（以及哥白尼）懂得：抛开直接经验，把经验理想化，我们可以发现现象的数学结构，进而获得一种作为我们新的认识基础的新的简单性。
亚里士多德说，轻物体下落的速度比重物体下落的速度更慢。伽利略断言，所有物体在空虚空间以同样的速度下降，并可以用简单的数学定律加以描述。在当时，空虚空间中的落体，还无法精确地观察到。但是，伽利略的断言暗示了新的实验可能。这种新的方法的目的，不在于描述可见的东西，而在于设计人们在通常情况下看不见的实验和制造这种现象，并根据数学理论，对它们作出计算。
所以，这种新方法有二个基本特点：（1）试图设计出各种新的和非常精确的实验，这种实验使经验理想化和隔绝化，因而，实际上是创造新的现象；（2）拿这些现象与称作自然定律的数学概念作比较。我们在讨论这种方法的效力以前，也许应该简单地探讨一下，使得哥白尼、伽利略和刻卜勒对这种新方法满怀信心的基础。我以为，按照C. F. 冯 · 魏扎克的一篇文章的说法①，我们必须说，这种基础主要是神学上的。伽利略认为，自然——上帝的第二本书（第一本是圣经）——是用数学字母写的。如果我们想读它，就得学会这种字母表。至于刻卜勒在他著作中的有关世界和谐的论述，那就更明确了。他说，上帝按照他的创造观念创造我们的世界。这些观念就是柏拉图称作理念的那种纯原型的形式，它们作为数学的构成是可以为人理解的。原因在于人是按上帝的精神形象创造出来的。物理学是对神的创造观念的反映，所以，物理学是神的仆从。
科学上的这种态度的一个前提，就是我们按其“本来面目”研究自然的这种假设。我们想象有一个存在于时间空间的、遵循自然规律的和不依赖于任何观察主体的世界。因此，我们在观察世界现象时，要倍加小心地注意消除来自观察者的任何影响。当我们借助实验装备制造新现象时，我们相信自己并不是真的制造新现象。就是说，我们相信，这些现象，要是没有我们的干扰，也会实际地在自然界经常发生的，我们的仪器装备只是要使现象分离开，以便于研究它们。在所有这些问题上，我们仍然坚定地遵循着哥白尼和伽利略以来的传统。但是，我们真的能这样做吗？对众所周知的量子论的认识论的困难想过没有？比如，我们在大型的加速器中研究基本粒子之间的碰撞；而且我们想象，即使没有建成这种加速器，这种现象也会因为宇宙射线而在我们的大气层中发生。但是，会不会有来自大气层外的波或粒子呢？它们能否产生干涉图样或干涉径迹？我们不作观察时，实际上会发生什么呢？在这里，我们懂得“实际上”这个词的意思是什么吗？这些问题是棘手的。我们发现，传统能把我们引入困境。
普遍的看法是：我们的科学是经验的，我们从经验材料中抽出我们的概念和我们的数学构造。如果事情确是这样，那么，我们在进入一个新的领域时，就应当只导入这种能被直接观察到的量，并且只能通过这些量来阐明自然规律。我在年轻时就认为，这恰恰是爱因斯坦在他的相论中所遵循的哲学。所以，我在量子论中导入矩阵时，就试图采用一种相应的方法。但是后来，我就此问及爱因斯坦时，他回答说：“这可能向来就是我的哲学，但同样有可能是胡说八道。在一个理论中，只引进可以观察的量是永远办不到的。这就是决定什么能够观察到的理论。”他的这段话的意思是说，我们从直接观察——照相底片上的一条黑线或计数器上的一次放电——到对这种现象感到兴趣，自始至终都必须使用理论和理论概念。我们不能把观察的这种经验过程同数学构造和它的概念分开来。爱因斯坦的论点的最明显证明，就是后来的测不准关系。
但是，经过多次反复的实验，我们最终能够从观察材料中推导出统计分布，而且通过重复这一系列的实验，我们能得出关于这些分布的客观陈述。这是粒子物理学的一种标准的方法，可以把它看作是传统方法的自然延伸。
形成概念中的传统
传统的影响作用，除了表现在问题选择和科学方法上之外，最强力的影响，也许是表现在形成或评价我们藉以试图理解现象的这种概念上。科学的历史不仅是一部发现和观察的历史，而且也是一部概念的历史。所以，我将试就哥白尼和伽利略以来这个时期的概念史以及传统在这种历史中的作用，作一扼要讨论。
由于这种新的科学是从天文学开始的，所以，物体的位置便成了描写这种现象的最早概念。牛顿在他的《自然哲学的数学原理》—书中，增加了质量和力的概念。他还引进了“运动量”概念，它实质上就是我们现在所称的动量。后来，由动能和位能这样的概念，完成了力学的概念基础。
这些概念，一个多世纪以来，一直是整个精密科学的基础。它们的成就是那么令人口服，以致每当现象暗示新的概念时，科学家们就会想方设法去追随这种传统，并把它们还原为旧的概念。液体运动被描绘成液体的无数最小的分子的运动。它们的动力学行为，可以按照牛顿定律成功地加以处理。当十八世纪下半叶，人们的兴趣集中于电磁现象的时候，力的概念曾被用来描述这些现象。在这里，力是按力学的意义解释的，即把它看作是一种瞬时地发生作用并仅仅依赖于相关的物体的位置和速度的力。为了解释物质的这种不同状态和化学行为，伽桑狄重新恢复了他的原子构造的观念，他的追随者则用牛顿力学来描写这种原子的运动和物质的生成特性。可以把一束光看作是由微小的、飞速运动的粒子或波组成的，但是，甚至连这种波也是某种物质的波。因此，我们可以指望，这种物质的最细小部分，最终还是能够按照牛顿定律予以处理的。
正像在科学方法中的情况一样，没有人怀疑，力学概念的这种简化最后会得到实现。但是这里，历史是由其它情况决定的。到十九世纪，人们才逐渐弄清楚，电磁现象具有不同的性质。法拉第引进了电磁场的概念，及到麦克斯威完成这种理论以后，这个概念才获得了越来越多的实在性。这时，物理学家才开始认识到，时间空间中的力场，就像物体的位置和速度那样，同样可能是实在的。把它看作是某种看不见的所谓“以太”的物质的属性，是毫无意义的。这里，传统与其说是帮助，不如说是妨碍。实际上，在相对论的这种发现之前，以太的观念并没有真正地被抛弃。所以，总希望把电磁现象简并到力学中去。
我们必须注意，在相对论和量子论中，某些最古老的传统概念并不令人满意，必须用更好的概念取而代之。空间和时间的关系，并非像牛顿所想象的那样，是互相独立的；它们是由洛伦兹变换相联系的。量子力学中的系统状态，可以用数学上的多维空间的矢量来表征，这个矢量就包含着在一定观察条件下的系统的统计行为的陈述。而在传统的意义上，对这种系统的客观描述是不可能的。
我们在谈论我们的调查研究、谈论我们正在研究的现象时，需要语言，需要单词，单词就是概念的言语表达。我们通过传统学习语言。传统概念形成我们思考问题的方式，并决定我们的问题。
最后，让我应用这些思想来看看当前物理学的状况。物质的基本结构，是我们时代的一个核心的问题。今天，有许多物理学家正在寻找“夸克”粒子，但是，就我们所知，即使能找到夸克，它们还是能被分为二个夸克和一个反夸克的，等等。因此，它们也不会比质子更基本。真正需要的，是基本概念上的改变。我们务必放弃德莫克里特的哲学和基本的基本粒子的概念。我们应该采取基本对称的概念，这一概念源于柏拉图的哲学。我相信，除了在概念上的这种变化外，是不会有什么惊人的突破的。
[The Nature of Scientific Discovery，1979年]
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* 本文是为哥白尼诞辰500周年纪念报告会撰写的论文——译注。
①参考冯·魏扎克《自然的统一》（慕尼黑，1971），特别是第一章。